“爬山虎”爬墙的物理趣谈

1.问题的提出

爬山虎是一种藤本植物，茎纤细，紧贴生长。当春天温暖，鲜花盛开时，爬山虎的枝条开始变绿。几天后，厚厚的茎叶覆盖了墙壁。看着它，它真的很美！

为什么爬行动物能爬上墙而不倒下？带着这个问题，我仔细观察了爬山虎，并做了拉力测量和吸附实验。

2实验方法

运用统计分析和均值方法。

3观察和实验

观察发现，在爬山虎的叶腋中可以伸出五根细丝，每根细丝都像蜗牛的触角。当这些细丝接触到墙壁时，每个细丝的顶部变成小圆盘，可以牢固地粘附在墙壁上。爬山虎有多少这样的“触须”？我在爬山虎茎的四个不同部分测量了一米长的茎，并测量了“触须”的数量。四次测量的结果如下:

天线数量:25、22、23、27、24.3

上述数据告诉我们，平均来说，每一米长的爬山虎茎有近25根“触须”附着在墙上。爬山虎依靠这些众多的“触须”将茂密的枝叶牢牢地附着在高墙上。

有这么多触角，爬山虎能承受多大的张力？请看下面的拉力测量:方法是随机确定四个测量点，每个测量点都用一个带有丝线的“塞尺”系住，然后用刀片将其从杆上切下，用弹簧秤钩住钢丝环，慢慢均匀地向外拉。四个点的测定结果如下:

第一名、第二名、第三名、第四名的次数，平均轴承张力1.3N1.4N1.2N1.1N1.25N

从以上测量可以看出，每个“天线”所承受的平均拉力高达1.25牛顿。如果在水泥墙上粘贴一个直径为2毫米(比“天线”的小圆盘大4倍)的小圆盘，其附着力实际上小于1.2N！根据每米茎干有24.3条“触须”的计算，可以计算出爬山虎茎干所能承受的拉力约为30N。

4实验分析

为什么爬山虎能承受如此强大的拉力？我查阅了大量关于爬山虎的资料，后来了解到:爬山虎最初分泌一种酸性粘液，这种粘液是通过化学力量与石灰结合而附着在墙壁上的。

爬山虎分泌的酸性粘液可以与石灰结合。它能和其他物质结合吗？

因此，我找到了一块红色、绿色和黄三色的塑料板，并把它粘在要贴附的墙壁的柔软“触须”上。我连续看了三天。我发现有趣的是，“触须”似乎不愿意粘在塑料板上，总是试图绕过塑料板，把它粘在混凝土墙上。尚不清楚爬山虎到底对混凝土墙和塑料板“了解”多少。我必须努力学习，继续学习，并决心揭开这个谜。